早在2012年7月30日,美國“杜威號”導彈驅(qū)逐艦上臨時安裝的激光武器系統(tǒng)。2013年4月8日消息,美國海軍研究局(ONR)宣布,他們將于2014年年初在“龐塞號”(USS Ponce)上部署固體激光原型機,并對其進行相關(guān)測試。
龐塞艦
激光武器擊毀快艇
龐塞艦上的激光武器
激光武器擊毀無人機
伊朗海軍的導彈快艇
裝備激光武器的艦艇作戰(zhàn)想象圖
據(jù)美聯(lián)社2014年2月18日報道,美國海軍今年夏天將在“龐塞號”軍艦上測試激光武器原型。有關(guān)官員稱,該武器一個人就能操作,費用低廉,并將改變未來海戰(zhàn)的模式。美國艦載激光武器的威力如何?它將對未來海戰(zhàn)產(chǎn)生怎樣的影響?本期為您解讀。
激光用于軍事,主要有三種方式。第一種是激光制導,也就是利用激光為炸彈、導彈指示目標方向,準確命中。第二種是致盲、干擾,即通過激光強烈耀目的照射,影響敵方的人員視線,以及對各種軍事設備產(chǎn)生強烈干擾。第三種是直接擊毀,即所謂激光槍、激光炮,通過激光能量集中,在小小的照射點上能很快產(chǎn)生大量熱能,燒毀目標。
在這三種方式中,激光制導已經(jīng)應用在多次戰(zhàn)爭中。致盲干擾也已投入使用。第三類“直接擊毀”的激光炮,看上去威力最為強大,也是各種科幻小說、影視中激光武器的“標準用法”。不過,這類最酷的激光武器,研發(fā)難度也最大。因為要達到燒毀,對激光的強度要求很大,相應激光發(fā)射器設備的功率、能源的供給都是一系列問題。目前激光炮還在研發(fā)與測試中,基本未投入實戰(zhàn)應用。而本次準備安裝在“龐塞”號上的激光武器,便是屬于第三類,即直接攻擊的激光炮。如果本次測試成功,可以說為激光武器的發(fā)展邁進了頗有實際意義的一步。
此外,根據(jù)作用距離和適用范圍,又可劃分為戰(zhàn)術(shù)激光武器和戰(zhàn)略激光武器。戰(zhàn)術(shù)激光武器是在近距離上(數(shù)十米到幾十公里)直接攻擊,戰(zhàn)略激光武器則是在戰(zhàn)略距離(上千公里乃至數(shù)千公里)進行攻擊,或從衛(wèi)星上攻擊地面。“龐塞號”上的激光武器,依舊屬于戰(zhàn)術(shù)激光武器,其射程并不太遠。
據(jù)分析,“龐塞號”上的激光武器屬于固體激光器,其殺傷力來自集中能量所產(chǎn)生的高溫破壞。激光作用的點很小,溫度卻很高,這種高溫不但可以燒傷皮肉,還能燒穿鋼鐵和復合材料,燒毀電路板。而且,激光還能使得被照射點的材料急劇熔化乃至汽化,而汽化物質(zhì)的猛烈噴射又形成沖擊波,從而在目標上穿孔。對部分材料而言,還可能被激光能量“搞得”原子電離,形成等離子體“云”。等離子體云膨脹噴射時產(chǎn)生應力波,使得目標材質(zhì)被拉斷。
不過,據(jù)美軍官員稱,龐塞號上的激光武器,與科幻電影中的場景有所不同的是。在電影中,激光炮往往發(fā)出耀目的光束,使人眼花繚亂。但龐塞號上發(fā)出的,實際上是一束高能量,其光譜頻段位于“紅外”區(qū)域,不是可見光。這樣,人們是無法用肉眼直接看見這束光的。當激光炮發(fā)射時,只能看到目標被擊中起火,但激光本身則是不可見的。
安裝在“龐塞號”上的激光器,只需一人就能操作,它能瞄準目標,然后發(fā)出一道高能光束,燒毀目標內(nèi)部的電子元件。此外,激光束的威力也可調(diào)節(jié)。相對較低的強度下,激光武器對目標實現(xiàn)干擾致盲作用,使得目標—無人機或艦船上的檢測傳感器受到擾亂。而如果對方不聽警告繼續(xù)進逼,這時候加大激光束能量,則可通過高溫,將目標的關(guān)鍵部位燒毀。
速度快、耗費低:單次發(fā)射能源成本不到1美元
激光武器作為“光束能量攻擊”,其相對于傳統(tǒng)的武器,有著大量的優(yōu)勢。
第一個優(yōu)勢是快速?,F(xiàn)代戰(zhàn)爭中,對于高速的目標而言,中等距離以上必須考慮提前量。以艦載5倍音速的防空導彈對付接近音速的無人機為例,如果對距離1公里外的無人機開火,大約需要半秒鐘。而這半秒鐘無人機可以飛行100多米,早就不在原位置了。因此要對目標進行跟蹤,必須實現(xiàn)鎖定,或者要判斷軌跡,計算極為復雜。而激光的速度是每秒鐘30萬公里,飛過這1公里只要3微秒,無人機只能飛走0.3毫米。換言之,只要瞄的準,目標根本無處可逃。
第二個優(yōu)勢是價格低廉。目前海戰(zhàn)的主要武器是導彈,導彈造價昂貴,每枚艦載防空導彈的造價在100萬美元以上。而且為了確保攔截成功,美國海軍有時候面對一個來襲的目標,可能會發(fā)射多枚攔截導彈。這樣搞下來,往往打出去的防御武器,最后消耗成本是敵方來襲武器的好多倍。而且,導彈打一枚就少一枚,即便是美海軍主力、萬噸級的“阿利·伯克”級防空驅(qū)逐艦,其最多也只能攜帶約100枚“標準”系列防空導彈。換句話說,按照對付一個敵軍目標耗費2枚導彈計算,如果50個敵軍目標來襲,一艘驅(qū)逐艦上價值1億美元以上的彈藥庫就打光了。一旦彈藥耗盡,再厲害的武器裝備,也都成了空架子。
相對而言,激光武器在這方面則是得天獨厚。激光發(fā)射設備本身是有建造成本的,但一旦建造完畢并安裝在艦上之后,攻擊敵人射出的是能量束,來源是電力,發(fā)射成本很低。幾年前的激光武器,單次發(fā)射成本就已經(jīng)降到了1000美元以下,而如今改良后的激光武器,據(jù)說每次發(fā)射需要的能源成本“低于1美元”。即使再加上器件維護和損耗,也比導彈要便宜了許多。而且,一旦艦上部署了激光武器之后,只要電力供應不斷,激光也可以不斷發(fā)射,不存在“彈藥耗盡”一說。
此外,激光武器作為能量束,不受電磁干擾。現(xiàn)有導彈的各種干擾措施,在激光武器面前也會一一失效。由于激光能不間斷發(fā)射,而從發(fā)射到命中目標的時間又近乎為零,使得面對多個目標時的“各個擊破”在理論上也能實現(xiàn)提高。
“龐塞號”本是美軍的一艘陳舊的兩棲艦,但已經(jīng)被改造為最新武器的聚合平臺。目前龐塞號部署在中東海灣地區(qū),而此時中東正是美軍關(guān)注的焦點之一。無論是敘利亞的內(nèi)戰(zhàn),還是尚未屈從的伊朗,都值得美軍揮舞大棒,威懾一番。
相對美國,伊朗的軍事力量要弱得多。尤其在??辗矫?,伊朗的幾艘驅(qū)逐艦和護衛(wèi)艦,或者F-14戰(zhàn)斗機,在美軍面前根本就不堪一擊。但同時,伊朗還發(fā)展了大批導彈快艇,可能展開“狼群”戰(zhàn)術(shù)。在空軍方面,伊朗自2010年開始的無人機計劃,也是其軍事實力的展現(xiàn)。
而安裝在“龐塞號”上的激光武器,恰好針對這些“不對稱武器”,有著很強的打擊能力。而近幾年的多次測試中,美國激光武器的實驗靶子就是無人機和快艇。例如在2010年,美國海軍艦載激光器擊落4架時速400多公里的無人機,2011年,美國海軍再次進行了艦載激光器擊落無人機的實驗。艦載激光器還曾將試驗用的摩托艇燒毀。
在美國媒體描繪的未來戰(zhàn)爭場景中,敵對國的無人飛機在逼近美國海軍艦艇時,不見美軍的防空導彈發(fā)射,這些敵機就忽然毫無前兆,紛紛失去控制,墜落海中。而向美國艦隊包抄,企圖展開導彈攻擊的敵軍快艇,其關(guān)鍵部位的溫度也是不聲不響陡然升高,很快燃燒成為火球,甚至爆炸沉沒。這些讓人防不勝防的戰(zhàn)果,正是美軍激光武器帶來的。在激光武器的掃蕩下,敵對國這些科技落后的兵器,將被“無形燒毀”的大網(wǎng)緊緊籠罩,一旦靠近美軍艦隊,就會遭受滅亡的威脅。
而美軍更遙遠的目標,是使得激光武器能夠攔截超音速的噴氣式戰(zhàn)斗機和高速導彈(時速上千公里乃至數(shù)千公里)。未來進一步的藍圖中,不僅僅是擊毀逼近的無人機和快艇,美軍的激光武器將成為遠攻近守的全能利器。敵軍發(fā)射的導彈在進入射程之后,將被激光在“瞬間”擊毀,墜落于數(shù)公里之外。而敵軍的戰(zhàn)斗機一旦被發(fā)現(xiàn),也將在光束武器的打擊下,傳感設備失靈,乃至核心器件被燒毀,從而失去戰(zhàn)斗力甚至直接墜毀。這樣一來,依靠激光武器取之不盡用之不竭的連續(xù)發(fā)射,美軍艦隊簡直如同科幻小說中描述的被罩上了一層防護罩。
射程幾公里 害怕壞天氣 只能走直線 鎖定目標難
盡管艦載激光武器存在諸多優(yōu)勢,但其缺點也是相當明顯,遠不能用“萬能”來形容。而由于海戰(zhàn)本身的特點,在有些地方這些缺點影響尤為重大。
從作戰(zhàn)限制上,激光屬于光武器,只能走直線,不能拐彎。盡管海面上的障礙不如陸地的地形起伏那么厲害,但由于地球本身表面的曲率,使得直線傳播的激光只能攻擊10公里左右的目標,再遠的就打不到了。而傳統(tǒng)炮彈卻可以曲線飛行攻擊數(shù)十公里外,導彈的攻擊范圍更遠。早在二戰(zhàn)的航母時代,海戰(zhàn)就已經(jīng)發(fā)展為“雙方不見面”。艦載激光武器這一點限制,使得其對敵軍本隊的攻擊力相對削弱很多,更多只能作為防御武器。
即使不考慮地球曲率的問題,激光武器的射程也受到限制,因為光線能量在空氣中會發(fā)生散射。對于發(fā)射出去的導彈而言,其本身質(zhì)量大,自身攜帶推進裝置,能保持長距離的高速度,并以戰(zhàn)斗部所裝的炸藥實現(xiàn)攻擊,而激光本身只是單純的一束能量,缺乏上述保障,當其在空氣中穿行能量削弱之后,也無從彌補。目前激光炮的射程只能到幾公里。
最近張召忠談論激光武器的視頻引發(fā)了網(wǎng)友的爭議,事實上,激光的使用的確是很受天候影響的。在雨雪、霧霾等天氣里,激光很可能撞上空氣中這些微粒,這些微粒發(fā)生的折射、反射、阻擋和能量吸收效果,會使得激光的威力大減,命中殺傷力和有效距離進一步降低。在海上,空氣潮濕,常有風浪、海霧,氣候復雜,對于激光武器這方面的制約也就更大。
而目前安裝在“龐塞號”上的固體激光器,在針對目標破壞方面也還有所欠缺。激光與導彈不同,導彈、炮彈只要碰上目標就是轟隆一聲,不存在“碰上多久”的問題。而激光必須有一個作用時間(雖然是很短的一段時間)才能真正有效破壞。該項目的負責人彼得·莫里森解釋稱,激光器的功率雖然高,但要想形成對目標的殺傷破壞,必須將激光在目標上同一點停留一段時間,才能保持能量輸出,達到高溫燒毀的效果。換言之,僅僅“閃”一下是不夠的。而按現(xiàn)在的技術(shù),面對高速飛行的導彈或噴氣式戰(zhàn)斗機,要持續(xù)準確地令激光束在它們的表面某一點長期停留,難度非常高。因此這種激光武器暫時只能對付慢速目標,比如時速四五百公里的無人機,或者時速幾十公里的快艇。要解決這個問題,無非是兩條思路,其一是進一步加大激光武器的功率,使其能在更短的時間產(chǎn)生燒毀效果。另一條思路是增強捕捉、跟蹤目標和鎖定射擊具體位置的能力。而這方面對計算能力和自動控制的要求也是很高的。換言之,激光武器“擊中敵人”雖然很簡單,但要在打中之后真正做到“擊毀敵人”,就又回到捕捉敵軍軌跡的老路子上去了。
此外,激光武器發(fā)射成本雖然很低廉,但本身造價卻相當昂貴。激光器需要高效產(chǎn)生能量,因此體積大而笨重,對作戰(zhàn)平臺要求很高。為了真正做到有效發(fā)射,其消耗電能也是驚人的。相對陸地上而言,海軍要獲得穩(wěn)定平臺和能源補充,難度都更大。雪上加霜的是,激光器屬于精密光學儀器,對作戰(zhàn)環(huán)境要求很高,在惡劣環(huán)境下不但不好使,還容易損壞。而海上的潮濕和高鹽分大氣,無疑是其“致病原”。
正如軍事專家劉江平所說,激光的確是未來武器發(fā)展的重要方向,但現(xiàn)有激光武器的功率有限,應用范圍仍受到很大限制,并存在諸多難以克服的缺陷。激光武器的特性也使它難以完全取代火炮。即使未來激光武器得到長足發(fā)展,在海戰(zhàn)中依然不能指望激光武器唱獨角戲。事實上,各種類型武器各有利弊長短,將激光武器、火炮和軌道炮、導彈、飛機、潛艇等有機結(jié)合起來,互補互援,才能打造出攻守兼?zhèn)涞膹娪辛I蠎?zhàn)斗群。
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